日本一海域海底冒出大量气泡：绵延10公里 原因不明

日本一海域海底冒出大量气泡：绵延10公里 原因不明 科研人员通过水下摄影技术，成功捕捉到了这一奇特现象。尽管他们深入海底探索，但并未发现断层或开裂的迹象。目前，关于这一海域大量气泡产生的确切原因仍是一个谜团，当地的研究团队已迅速展开调查。鉴于石川县位于环太平洋地震带，地质活动频繁，研究人员初步推测，这一奇特现象可能与地质活动有关。海底火山和地震活动可能会导致地下储存的气体释放，进而形成大量气泡。特别是在海底断层和火山口附近，这种气体的泄漏现象更为常见。除了地质活动，研究团队还探讨了其他可能的成因。他们注意到，海底甲烷水合物的分解也可能引发这一现象。甲烷水合物，俗称“可燃冰”，是在低温高压条件下形成的固态甲烷。海底温度的微小变化或地质活动的扰动，都可能触发甲烷水合物的分解，释放出大量甲烷气体，进而在海面形成气泡带。 ... PC版： 手机版：

研究人员利用量子密钥创造了新的安全信息传输距离纪录：100公里

研究人员利用量子密钥创造了新的安全信息传输距离纪录：100公里 德国电信大学的研究团队通过 100 公里长的光纤电缆，成功地安全分发了量子加密密钥。资料来源：德国技术大学丹麦科技大学（DTU）的科学家通过连续可变量子密钥分发（CV QKD）技术分发量子安全密钥，在安全通信领域取得了突破性进展。该团队创造了一项新纪录，使该技术的有效距离达到了前所未有的 100 公里，这是 CV QKD 技术所能达到的最远距离。这种方法的优势在于它可以应用于现有的互联网基础设施。量子计算机对现有的基于算法的加密技术构成了威胁，目前这种加密技术可以确保数据传输不被窃听和监视。目前，量子计算机还没有强大到足以破解这些加密算法的地步，但这只是时间问题。如果量子计算机成功破解了最安全的算法，那么它就为所有通过互联网连接的数据敞开了大门。这加速了基于量子物理学原理的新加密方法的开发。但要取得成功，研究人员必须克服量子力学的一个难题确保较长距离内的一致性。迄今为止，连续可变量子密钥分发技术在短距离内最有效。"我们实现了一系列改进，尤其是在沿途光子损耗方面。在这次发表在《科学进展》（Science Advances）上的实验中，我们通过光缆将量子加密密钥安全分发了 100 公里。"德国技术大学副教授托比亚斯-盖林（Tobias Gehring）说："这是使用这种方法的创纪录距离。"他与德国技术大学的一组研究人员的目标是能够通过互联网在全球范围内分发量子加密信息。"来自光量子态的密匙当数据需要从 A 发送到 B 时，必须对其进行保护。加密将数据与发送方和接收方之间分发的安全密钥结合起来，这样双方都能访问数据。在数据传输的过程中，第三方一定不能找出密钥，否则，加密就会被破坏。因此，密钥交换对数据加密至关重要。量子密钥分发（QKD）是研究人员正在研究的一种用于重要交换的先进技术。该技术利用量子力学粒子（称为光子）发出的光来确保加密密钥的交换。研究小组：（前排）Adnan A.E. Hajomer、Nitin Jain、Ulrik L. Andersen（后排）Ivan Derkach、Hou-Man Chin、Tobias Gehring。资料来源：德国技术大学当发送者发送用光子编码的信息时，光子的量子力学特性就会被利用，为发送者和接收者创建一个独一无二的密钥。其他人试图测量或观察量子态光子时，会立即改变光子的状态。因此，物理上只有通过干扰信号才能测量光。"不可能复制量子态，就像复制一张 A4 纸一样如果你尝试复制，那将是一个低劣的副本。这就是无法复制密钥的原因。"托比亚斯-盖林解释说："这可以保护健康记录和金融部门等关键基础设施免遭黑客攻击。通过现有基础设施工作连续可变量子密钥分发（CV QKD）技术可以集成到现有的互联网基础设施中。使用这项技术的优势在于可以建立一个类似于光通信的系统。互联网的支柱是光通信。它通过光导纤维中的红外线发送数据。光导纤维的作用是在电缆中铺设光导，确保我们能在全球范围内发送数据。通过光纤电缆发送数据的速度更快、距离更远，而且光信号不易受到干扰，技术术语称之为噪音。"这是一项已经使用了很长时间的标准技术。因此，你不需要发明任何新东西就能用它来分发量子密钥，而且它还能大大降低实施成本。而且，我们可以在室温下工作，"托比亚斯-盖林解释说："但 CV QKD 技术在较短的距离内效果最佳。我们的任务是增加距离。100公里是朝着正确方向迈出的一大步"。研究人员通过解决限制他们的系统在更远距离上交换量子加密密钥的三个因素，成功地增加了距离。机器学习提供了对影响系统的干扰的早期测量。这些干扰被称为"噪音"，例如，电磁辐射会扭曲或破坏正在传输的量子态。较早地检测到噪声可以更有效地减少其相应的影响。此外，研究人员还能更好地纠正因噪音、干扰或硬件缺陷而可能出现的错误。"在我们即将开展的工作中，我们将利用这项技术在丹麦各部委之间建立一个安全通信网络，以确保他们的通信安全。我们还将尝试在哥本哈根和欧登塞等地之间生成秘密密钥，使在这两个城市都设有分支机构的公司能够建立量子安全通信，"托比亚斯-盖林说。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

日本决定将大陆架扩大 12 万平方公里，外交部回应「有悖联合国海洋法公约」，如何评价？有何影响？

日本决定将大陆架扩大 12 万平方公里，外交部回应「有悖联合国海洋法公约」，如何评价？有何影响？ 远方的狮的回答 2008年11月，日本政府申请将大陆架扩大至太平洋的7个区域。2012年4月，约31万平方公里的扩大大陆架获得批准，该区域占日本国土面积的80%以上。 小笠原群岛位于东京东南方向1000多公里的西太平洋，由30多个岛屿组成，其中绝大部分是无人岛。该群岛也是第二岛链的重要组成部分，具有重要战略价值。 2023年12月22日，首相岸田文雄在海洋政策本部会议上宣布，将小笠原诸岛父岛以东的小笠原开体海的大部分地区约12万平方公里的地区指定为日本大陆架。 该地区海底矿产资源丰富，特别是新能源生产所需的钴和镍存储量巨大。日本计划最早将从2024年开始，在小笠原群岛中的南鸟岛周边海域，开采海底稀土。这一区域储藏的稀土可供日本使用数百年。 日本申请扩大大陆架的区域还包括九州帕劳海脊南部和包括冲之鸟礁周边地区的四国盆地地区。中国和韩国对九州-帕劳海岭（从帕劳延伸至冲之鸟礁，位于九州日向海沿岸，长约 2,600 公里）提出异议，认为冲之鸟礁不能被称为“岛屿”。 帕劳共和国位于密克罗尼西亚最西端，位于第二岛链，周围的水域环绕着帕劳、密克罗尼西亚联邦和马绍尔群岛。 这些地区是中国军队在东海或南海发生紧急情况时可以阻止和阻碍美军增援的区域。 中国学者唐勇在2022年6月15日举行的《联合国海洋法公约》第32次缔约方大会上，再次当选为2023年至2028年任期的大陆架委员会委员。 唐勇一直致力于外大陆架外部划界研究，拥有多项与外大陆架划界相关的专利和软件著作权。 唐利用海底地震仪记录的深反射/折射地震数据，对九州-帕劳海脊南部的地壳结构和特征构建了沿九州－帕劳海脊的P波速度模型，并与伊豆-小笠原－马里亚纳岛弧进行了比较，证实九州-帕劳海脊的地壳结构是“没有岛弧地壳的洋壳”。 该成果可以阻止日本的企图。 via 知乎热榜 (author: 远方的狮)

蝴蝶史诗般地飞越大西洋 行程飞越4200公里令科学家惊叹不已

蝴蝶史诗般地飞越大西洋 行程飞越4200公里令科学家惊叹不已 更重要的是，这些喜欢冒险的动物实际上可能会飞行更远的距离7000 公里（4350 英里）或更远从西欧到非洲，再到南美洲。这颠覆了我们对蝴蝶迁徙和行为的认识。这项研究的合著者、巴塞罗那进化生物学研究所的科学家埃里克-托罗-德尔加多（Eric Toro-Delgado）说："蝴蝶只能采用主动飞行和迎风滑翔交替进行的策略来完成这次飞行，主动飞行耗费能量，迎风滑翔则耗费能量。我们估计，如果没有风，蝴蝶最多可以飞行 780 公里（485 英里），然后就会消耗掉它们所有的脂肪，从而消耗掉它们的能量。"在远离蝴蝶已知分布区的南美洲大西洋沿岸法属圭亚那发现成群的 V. cardui 后，来自奥托瓦大学和西班牙进化生物学研究所的研究人员通过一套基因侦查工作，证实了这一令人惊叹的洞察力，揭开了蝴蝶的秘密生活。虽然该物种广泛分布于全球各地，但基因组分析证实，这些蝴蝶与非洲和欧洲的蝴蝶亲缘关系密切，这意味着它们并不是从北美陆路南迁的。随后，对搭乘顺风车的花粉粒进行分析后发现，它们源自生长在非洲热带地区的两种植物。由此，科学家们可以追踪到，这些蝴蝶在飞越海洋探险之前，已经从这些植物中汲取了大量花蜜。 虽然科学家们可以确认2600英里的旅程，但他们认为蝴蝶的实际行程可能是这个距离的两倍。最后，研究人员利用蝴蝶的翅膀进行了氢和锶同位素分析基本上提供了这些动物起源地的"指纹"。将化学与生态学相结合，研究人员能够将结果与合适的栖息地相匹配，并发现这些蝴蝶很可能来自遥远的法国、爱尔兰、英国或葡萄牙。渥太华大学副教授克莱门特-巴蒂尔（Clément Bataille）说："这是首次在迁徙昆虫身上测试这种分子技术组合，包括同位素地理定位和花粉代谢编码。研究结果很有希望，并可应用于许多其他迁徙昆虫物种。这项技术将从根本上改变我们对昆虫迁徙的认识。"然而，遗传学和化学分析只是研究的一部分。研究小组随后使用了 2013 年 10 月发现蝴蝶之前的风向轨迹历史记录。随后，他们发现，有利的信风使得这次史诗般的跨大西洋旅行成为可能，这是对昆虫迁徙行为的一个令人震惊的新认识。"这项研究很好地证明了我们往往低估了昆虫的传播能力，"合著者、渥太华大学博士后梅根-莱希（Megan Reich）说。"此外，我们也完全有可能低估了这类扩散事件的频率及其对生态系统的影响。"对于V. cardui来说，这次横跨大西洋的飞行并不是一次兜风，它更像是一次终生难忘的旅行。该物种的成年寿命只有两到四周，在此期间，它们将所有精力都投入到繁殖中。因此，这次旅行似乎是物种生存的一个重要策略。 贸易风记录显示，这次看似不可能的飞行确实可行贸易风记录显示，这次看似不可能的飞行确实可行Talavera et al/Nature Communications/CC By 4.0他们的飞行路线利用了撒哈拉气层，这是一种季节性大气现象，在春末、夏初和秋初，干燥、含尘的空气会聚集在非洲沙漠上空。它穿过北大西洋，每隔三到五天就会在南美洲上空倾泻颗粒物，并在此过程中为亚马逊河施肥。现在科学家们知道，这种尘埃云还有助于像这些蝴蝶这样的生物的飞行能力。这项研究并不是要抹杀这些昆虫长途旅行者的惊人壮举，它还揭示了以前不为人知的迁徙空中走廊，以及由于气候变化，这些空中走廊可能越来越多地被许多寻找最佳环境的物种用作无形的"超级高速公路"。它还挑战了蝴蝶因翅膀脆弱而一般不喜欢大风环境的观点。共同第一作者、来自进化生物学研究所的杰拉德-塔拉韦拉（Gerard Talavera）说："有必要促进对散布昆虫的系统监测，这有助于预测和减轻全球变化对生物多样性造成的潜在风险。"最近，人们还发现蝴蝶也是数十亿昆虫中的一员，它们通过欧洲的一个狭窄山口向南迁徙，寻找该地区更温暖的环境。进化生物学研究所研究员罗杰-维拉（Roger Vila）补充说："我们通常认为蝴蝶是美丽脆弱的象征，但科学告诉我们，它们可以做出不可思议的壮举。关于它们的能力，还有很多东西有待发现。"这项研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。 ... PC版： 手机版：

性寄生有助于深海𩽾𩾌鱼适应黑暗的海洋深处 对免疫医学研究有潜在启示

性寄生有助于深海𩽾𩾌鱼适应黑暗的海洋深处 对免疫医学研究有潜在启示 深海𩽾𩾌鱼的独特繁殖策略作为地球上最广阔的生态系统，深海可能是一个很难找到伴侣的地方。然而，科学家发现，一些深海𩽾𩾌鱼已经形成了一种非凡的繁殖策略，确保它们一旦在浩瀚的水域中找到伴侣，就能终生保持联系（长在一起了）。这些𩽾𩾌鱼被称为 Ceratioids，它们通过性寄生繁殖后代，微小的雄𩽾𩾌会吸附在大得多的雌𩽾𩾌身上进行交配。在某些物种中，雄鱼会咬住雌鱼，一旦交配完成，雄鱼就会放开雌鱼。在其他物种中，雄性永远与雌性融合在一起。在一个称为强制性寄生的过程中，雄性的头部会溶入雌性体内，它们的循环系统也会合并。雄性变成了一个永久性的精子生产性器官。研究进化优势在5月23日发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上的一项新研究中，耶鲁大学的研究人员探讨了性寄生如何与鱼类的其他相关特征协同作用，影响垂钓者鱼类的多样化。研究人员表示，了解性寄生的进化过程具有重要意义，有朝一日可以为医学进步提供参考。𩽾𩾌鱼免疫基因组退化的进化背景。图片来源：Current Biology/Brownstein et al.研究人员利用𩽾𩾌鱼基因组的遗传数据，展示了一些复杂的特征（如性寄生）是如何帮助一些𩽾𩾌鱼类群从珊瑚礁等浅海栖息地漫游过渡到在"午夜区"黑暗、开阔的水域（阳光无法穿透的深海生态系统）中游泳的。耶鲁大学生态学与进化生物学系研究生、该研究的共同第一作者切斯-布朗斯坦（Chase D. Brownstein）说："人们往往用单一性状来解释一群动物为何能在特定生态系统中茁壮成长，但在大多数生物中，几种独特的创新似乎能协同作用，开发新的栖息地。我们发现，包括性寄生所需的性状在内的一系列性状使得垂钓鱼能够在全球极端变暖时期入侵深海，当时地球上的海洋正处于生态动荡之中。"遗传学见解和对医学的影响在这项研究中，研究人员重建了深海物种的进化史。他们证明，在距今5000万年至3500万年前的古新世-始新世热极盛时期，𩽾𩾌鱼从底栖步行鱼（利用改良的鳍在浅海海底"行走"）迅速过渡到深海游泳鱼。布朗斯坦说，研究人员最终无法推断出深海𩽾𩾌鱼的清晰进化树，因为各系之间的分化太快，导致各系之间的关系无法确定。但他们发现，性寄生的起源与𩽾𩾌鱼过渡到深海的过程相吻合，尽管他们无法确定是暂时性依附还是强制性寄生这两种寄生形式中的哪一种首先出现。为了实现性寄生，多种性状同时进化。例如，栉水母需要进化出极端的性二型，即大型雌性和小型雄性。它们还需要脱落适应性免疫系统攻击和消灭病原体的特化免疫细胞和抗体系统以便雌性宿主的身体不会排斥寄生的雄性。通过重建参与适应性免疫的关键基因的进化史，研究人员了解到，多个深海𩽾𩾌鱼类群趋同地退化了它们的适应性免疫，从而实现了性寄生。虽然随着深海𩽾𩾌鱼进入深海，它们的性寄生也在不断进化，但研究人员认为，性寄生并不一定是驱动𩽾𩾌鱼物种多样化的关键特征。不过，布朗斯坦说，性寄生确实能让𩽾𩾌鱼在午夜区取得成功。他说："性寄生被认为对栖息在深海是有利的，因为深海是地球上最大和最同源的栖息地。一旦个体在那片广袤的海域找到了配偶，强制性的性寄生就能让它们永久地结合在一起，这似乎是深海𩽾𩾌进化的一个重要帮助。"该研究的资深作者、耶鲁大学文理学院生态学和进化生物学教授、耶鲁大学皮博迪博物馆宾厄姆海洋学脊椎动物馆馆长托马斯-近（Thomas Near）说，这项研究对人类健康具有潜在的影响。他说："更好地了解深海𩽾𩾌鱼是如何丧失适应性免疫力的，有朝一日可能有助于医疗程序的进步，例如器官移植和皮肤移植，在这些程序中，抑制免疫力至关重要。这是未来医学研究的一个有趣领域。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

可怕的海底湖泊到底如何形成的 为什么掉入其中的生物无法逃脱？

可怕的海底湖泊到底如何形成的 为什么掉入其中的生物无法逃脱？ 这部短片总时长只有12分钟多点，作者向我们展示了不同海域的海底世界，而且所有的镜头都是真一口气拍完，没有携带氧气设备，非常令人敬佩。不过，这部短片中有一个场景直到今天还被人质疑，我看到国内也有一些科普博主在质疑他们是在用拍摄技巧达到的效果。这个场景就是主角纪尧姆在海底的一个湖泊旁奔跑，他的每一个脚步都像是踩在海底的沙滩上一样，波浪拍打他的双脚就像真的在海边一样，令人难以置信。这对夫妻在接受媒体采访时表示过自己的短片所有场景都是在海底一口气拍完的，但是依然有人不相信，因为海底的“沙滩”，“海浪”和“湖泊”实在是太反直觉了。实际上，海底不仅有明显的湖泊，而且这些“湖泊”通常非常致命，那些不小心掉入其中的生物会无法逃脱，在里面被腌制成“木乃伊”。绝望热水浴缸，图源：Ocean Exploration Trust/NOAA加拿大“绝望热水浴缸”关于“海底湖泊”，互联网上有一个比较出名的，那就是加拿大的“绝望热水浴缸”。之所以它会以“绝望”命名，是因为这个“湖泊”里面填满了腌制的螃蟹和其他海洋生物的遗体，它们掉入其中，直至死亡也无法逃脱，而且遗体保存得非常好。“绝望热水浴缸”说是“湖泊”，其实用“池塘”来形容可能会更好一点，因为它并不大。绝望热水浴缸的死螃蟹，图：Ocean Exploration Trust它位于墨西哥湾海底1000米的地方，整个池塘的周长只有30.5米，而深度是3.7米，池子里的水在海底层次分明，非常突出，与我们在陆地上看到湖泊差不多。池塘的边缘被陡峭的“墙壁”包围，墙壁上覆盖着红色、黄色和白色的矿物流，而且墙壁有多处开口，可以看到池塘里的水正在向外流出。除此之外，一大群贻贝围在池塘周围，就像是我们在陆地海滩上看到的那样一样，这些贻贝有别于其它被腌制的海洋生物，它们是活的，池塘就是它们的栖息地。我之所以要提“绝望热水浴缸”，是因为它是非常典型的海底湖泊，它有着典型的形成原因，典型的生态系统，以及典型的动物木乃伊。海底之所以形成这种一眼就看出来的、层次分明的“湖泊”，原因就在于“湖泊”里水的密度与外界的水密度不同。这有点像你把油倒入一杯水中，油因为密度小，它会浮在上面，这时候如果所有的水都正好在一个洼地里的话，那么我们就会看到油的底部有一个水的湖泊。在海底也是一样的，只要一个海底盆地中水的密度变得更大，那么这些大密度的水就会沉淀在海底盆地中。另一方面，由于水的密度和溶解物的不同，盆地里的水对光的散射也会不同，所以就出现层次分明的海底湖泊。其实，海底湖泊里的水在海底与海水的相互作用，和我们陆地湖泊里的水与空气的作用有着惊人的相似，我们可以看到海底湖泊的表面和清澈的“海岸线”，以及当有东西接触到海底湖泊表面时，它也会产生涟漪和波浪。自然界就是这么的神奇，《一口气环游世界》的片段应该不是通过技术手段，或者其它方式达到的效果，那就是实景。那么，到底是什么让海底湖泊里的水变得密度更大呢？其实答案很简单，就是海底的各种盐。我们前面提到过，“绝望热水浴缸”有着海底湖泊典型的形成原因，确实是这样的。“绝望热水浴缸”是2015年发现的，当时研究人员在墨西哥湾深处调查冷泉，这个池塘正好是一处冷泉喷射点的所在地。冷泉指的是海底碳氢化合物逸出的地方，这些区域并不是冷的，它的温度和周围的海水是一样的，“冷泉”只是相对于“海底热泉”来说的。海底湖泊形成原因，AI翻译冷泉的所在地如果正好是一个海底洼地的话，那么该区域就经常会伴随着海底湖泊的出现。海底的洼地往往会有厚厚的盐沉积物，这些盐是数百万年前古海中水蒸发形成的，它如果是平静的待在海底，也会导致盆地里水的盐度增加，不过它可能不会形成是一个明显的湖泊。但如果伴随着冷泉喷涌出的话，那么它会大大提高盆地里水的盐度和溶解物，让其变得层次分明，“绝望热水浴缸”里的水的盐度是周围海水的4倍。那些掉入其中的海洋动物之所以无法逃脱，除了因为海底湖泊高盐度之外，那里氧气水平还极低，有时候还会包含有一些有毒的硫化物。为什么海底湖泊旁有贻贝？我们前面提到过“绝望热水浴缸”旁边生活着贻贝，其实其它海底湖泊周围也经常都会生活着密密麻麻的贻贝。贻贝可以适应海底湖泊的低氧和高盐，但是真正让它们在这种地方繁荣的是因为一些细菌。海底湖泊通常存在冷泉，而冷泉喷发的碳氢化合物会吸引一些古老的细菌，比如甲烷营养菌，它们在冷泉喷射的地方繁荣。那些贻贝正是和这些甲烷营养菌共生，它们将细菌“饲养”在自己的鳃中，然后不停过滤海水获取甲烷，供这些细菌食用，而它们自己则以细菌的代谢产物为食。不过，似乎大部分海底湖泊中，贻贝都是生活在边缘地带，并没有往核心发展，可能越往核心，生存条件会变得越来越苛刻吧。在海底湖泊的生态系统中，还有一个有趣的成员，就是一些以细菌为食得海底蜗牛，它们会通过感知贻贝改变的水来找到它们。最后当然，并不是所有海底湖泊的形成都和“绝望热水浴缸”一样，还至少有一种方式也会形成海底湖泊，那就是伴随着结冰形成的海底湖泊。因为冰形成过程中会释放盐分，并导致剩余水中的盐分浓度不断升高，随着结冰和融化的过程，海底湖泊可能就会出现。这类海底湖泊通常出现发生在南极洲海岸，而这类的生态系统与我们前文提到的也不一样。 ... PC版： 手机版：